DE19500786C2

DE19500786C2 - Anordnung und Verfahren zur Herstellung einer Querschlittenführung für schwere Zerspanung an einer CNC-Drehmaschine

Info

Publication number: DE19500786C2
Application number: DE1995100786
Authority: DE
Inventors: Volker Thomas
Original assignee: Niles Simmons Industrieanlagen GmbH
Current assignee: Niles Simmons Industrieanlagen GmbH
Priority date: 1995-01-13
Filing date: 1995-01-13
Publication date: 2003-03-27
Anticipated expiration: 2015-01-14
Also published as: DE19500786A1

Description

Die Erfindung betrifft die Anordnung und ein Verfahren zur Herstellung einer Querschlittenführung einer CNC-Drehmaschine für schwere Zerspanung mit Gleit- und Wälzführungen. Querschlitten dienen der Werkzeugaufnahme, werden mittels Führungen verschiebbar gestaltet und üblicherweise von einem Längsschlitten getragen, der wiederum auf Bettführungen verschoben werden kann.

An CNC-Drehmaschinen sind Querschlitten mit Gleitführungen, Wälzführungen oder kombinierten Wälz- und Gleitführungen bekannt. Die kombinierten Führungen werden deshalb angewendet, um die Vorteile der Gleitführung (gleichmäßige Auflage, hohe Steifigkeit, gute Dämpfung) und der Wälzführung (Spielfreiheit, geringe Reibung) zu kombinieren. Weiterhin werden an Schlittenführungen überwiegend Umgriffe zur Spieleinstellung und zum Klemmen eingesetzt. Bei bekannten Ausführungsarten von kombinierten Gleit-/Wälzführungen sind die Wälzführungen immer federbelastet ausgeführt. Die jeweilige Führung trägt also lediglich in Abhängigkeit der Belastung, so daß sich ihre jeweiligen Vorteile nur eingeschränkt auswirken, wie bei der aus der DE 34 24 692 A1 bekannten Schlittenführung gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Zur Herstellung eines Funkti onsspaltes, insbesondere bei Geradführungen mit Untergriff, unter Anwendung aushärtbarer Gleitwerkstoffe, wurde in DD 129 361 ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 4 bekannt, in dem durch Aufbringung einer Folie auf die fertigbearbeitete Gegenführung, in der Dicke des gewünschten Funktionsspaltes, ein Spiel nach Entfernung dieser Folie zwischen den Führungen erzeugt wird. Nachteilig ist dabei das Aufbringen sehr dünner Folien und die nachträgliche Entfernung der Folien bei Demontage des bewegten Schlittens.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Geradführung für den Querschlitten einer CNC-Drehmaschine für schwere Zerspanung zu schaffen, die die Vorteile von Wälz- und Gleitführungen ver eint, und ein Verfahren, das die Herstellung der kombinierten Führung mit geringem Kostenaufwand ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe hinsichtlich der Anordnung der Führungen nach Anspruch 1 gelöst. Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass beim Positionieren ohne Zerspanungskraft oder beim Schlichten mit niedrigen Zerspanungskräften der Schlitten hauptsächlich durch die Wälzführung geführt und durch eine Gleitführung mit Umgriff am Verkippen gehindert wird. Die vorgespannten Wälzführungen sorgen für die exakte Führung, die Gleitführungen für die Dämpfung. Die Verschiebekräfte für den Querschlitten bleiben klein, weil durch die gewählte Anordnung der überwiegende Teil der Belastung von den reibungsarmen Wälzführungen aufgenommen wird. Das garantiert eine hohe Positioniergenauigkeit. Die Gleitführung 3 ist aufgrund des vorgesehenen Funktionsspieles bei niedriger Schlittenbelastung nicht belastet. Mit steigender Schlittenbelastung durch die Hauptschnittkraft werden die Wälzführungen elastisch deformiert bis an dieser zusätzlichen Gleitführung kein Spiel mehr vorhanden ist. Von da an übernimmt die Gleitführung die Hauptschnittkraft, ohne dass die Belastung der Wälzführung weiter ansteigt. Die Gleitführungen sorgen dann für die bei schwerer Zerspanung erforderliche Dämpfung und garantieren einen stabilen Drehprozeß ohne Rattererscheinungen.

Eine Ausgestaltung der Querschlittenführung wird nach Anspruch 2 vorgeschlagen. Damit wird die Wälzführung durch Kompaktwälzführungen gebildet, diese kostengünstigen und montagefertigen Führungssysteme besitzen eine hohe Belastbarkeit und Lebensdauer.

Eine weitere Ausgestaltung wird nach Anspruch 3 vorgeschlagen. Diese Anordnung ermöglicht eine optimale Krafteinleitung.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Querschlittenführung nach Anspruch 4 besagt, dass die Gleitführungen nach der Montage der Wälzführungen mittels aushärtbarem Gleitwerkstoff so angepaßt werden, dass durch Ausnutzung der Schwindmaße des Gleitwerkstoffes eine Gleitführung 3 keinen berührenden Kontakt mit einer Gegenführung hat. Dies erfolgt mit einer Einstellung, ohne Abstandselement und ohne Nacharbeit. Dadurch wird eine Überbestimmung der Führungen vermieden. Durch die Anwendung eines Kunststoff-Gleitwerkstoffes wird außerdem ein geringer Reibwert und stick-slip freie Funktion dieser Führung gewährleistet.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 Querschlittenführung bei normaler Belastung

Fig. 2 Führungsspaltänderung an der Gleitführung 3

Verwendete Bezugszeichen

1

Längsschlitten

2

Querschlitten

3

Gleitführung (kraftbelastete Seite des Querschlittens)

4

Gleitführung

5

Gegenführung

6

erste Wälzführung

7

zweite Wälzführung

8

Führungsspalt

9

Gleitwerkstoff

10

Hauptschnittkraft

11

Umgriffleiste

12

Gleitführung Längsschlitten, links

13

Gleitführung Längsschlitten, rechts

Das Ausführungsbeispiel wird an einer CNC-Drehmaschine für schwere Zerspanung näher erläutert. Die mit Werkzeugen ausgerüstete Drehmaschine wird nicht dargestellt. In Fig. 1 ist auf einem Längsschlitten (1) mit Gegenführungen (12, 13, 5) ein Querschlitten (2) angeordnet. Der Querschlitten (2) besitzt zwei Gleitführungen (3, 4), eine Umgriffleiste (11) und zwei Wälzführungen (6, 7). Der Hintergriff als Gegenführung (5) wird mittels Umgriffleiste (11) eingestellt. Die Wälzführung kann spielfrei oder vorgespannt sein. Über die Schnittkraft (10) werden die Belastungen während der Zerspanung eingebracht. Die Querschlittenführung soll wie folgend beschrieben hergestellt werden: Nach der Montage der Wälzführungen werden die Führungen (12, 13) mit einem Trennmittel versehen. Die Haftflächen für den Gleitwerkstoff (9) befinden sich an den Führungsflächen (3) und (4) am Querschlitten (2). Zunächst wird der Querschlitten (2) grob so justiert, dass ein paralleler Gießspalt zwischen den Führungen (3) und (12) sowie (4) und (13) vorhanden ist. Der Gießspalt kann z. B. 2,5 mm betragen. Danach wird die genaue Sollage des Querschlittens (2) zum Längsschlitten (1) nach Bezugskanten so eingestellt, dass kein Zwang auf die Wälzführung wirkt. Danach erfolgt das Untergießen der Führungen (3) und (4) mit einem Gleitwerkstoff (9). Nach dem Aushärten dieses Gleitwerkstoffes (9) hat sich durch Schwindung ein Führungspalt (8) von wenigen Mikrometern zwischen den Führungen (3, 12) sowie (4, 13) gebildet. Nun erfolgt durch Anlegen der Umgriffleiste (11) die Eliminierung des Führungsspaltes der Führung (4, 13) und damit über einen angenommenen Drehpunkt der Wälzführungen (6, 7) eine minimale Schräglage der gesamten Querschlittenführung. Diese Lageabweichung von der Parallelität der Führungen beträgt nur wenige Mikrometer und bleibt bei normaler Belastung ohne Beeinträchtigung der Genauigkeit bestehen. Die Gleitführung (3) hat bei niedriger Belastung demzufolge keinen berührenden Kontakt mit der Führung (12). An der Gleitführung (3, 12) ist ein Führungsspalt vorhanden, der annähernd dem doppeltem Schwindmaß des Kunststoff-Gleitwerkstoffes entspricht. Unter hoher Belastung des Querschlittens (2) werden die Wälzführungen (6, 7) elastisch deformiert, bis der Führungsspalt an der Gleitführung (3) und der Führung (12) zu Null geworden ist. Durch diese Ausführung wird praktisch ein Nachgeben (Federn) der kombinierten Gleit- und Wälzführung entsprechend der jeweiligen Belastung erzielt, das wiederum zu einer hohen Dämpfung und optimaler Kraftableitung führt.

In Fig. 2 wird die Veränderung des Führungsspaltes (8) bzw. des Funktionsspaltes der en Gleitführung (3) in Abhängigkeit der Belastung aus der Hauptschnittkraft (10) dargestellt. Der Betrag X trifft zu bei hoher Belastung. Bis zu einem Betrag Fo ist der erzeugte Führungsspalt (8) in voller Größe an der Gleitführung (3) vorhanden.

Claims

1. Querschlittenführung mit Umgriff einer CNC-Drehmaschine für schwere Zerspanung mit einer spielfreien oder vorgespannten Wälzführung und einer parallel dazu angeord neten Gleitführung, welche in Richtung der Hauptschnittkraft einen Funktionsspalt aufweist, der bei einem Betrag X der Hauptschnittkraft zu Null wird, dadurch ge kennzeichnet, dass der Funktionsspalt (8) wenige Mikrometer beträgt und eine wei tere parallele, spaltfreie Gleitführung (4, 5) angeordnet ist, welcher die Umgriffleiste (11) zugeordnet ist.

2. Querschlittenführungen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Wälz führungen (6, 7) als Kompaktwälzführungen in Doppelprismen-Ausführung gestaltet sind.

3. Querschlittenführung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die tragenden Führungen (3, 6 und 7) annähernd unterhalb der Hauptschnittkraft (10), die erste Gleitführung (3) an der Wälzführung (6, 7) und beide Führungen annähernd im Schwerpunkt des Querschlittens (2) angeordnet sind.

4. Verfahren zur Herstellung einer Gleitführung für Querschlitten mit einem Funktions spalt nach Patentanspruch 1, bei dem zwischen parallel gegenüberstehenden Füh rungsflächen ein Gießspalt, mit einem aushärtbaren Gleitwerkstoff ausgegossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Querschlitten (2) bei montierten Wälzführungen (6, 7), unter Berücksichti gung der Schwindmaße des Gleitwerkstoffes (9), in Sollage fixiert wird,
- danach das Untergießen der Gleitführungen mittels des aushärtbaren Gleit werkstoffes (9) erfolgt, und
- nach Aushärtung und Schwindung des Gleitwerkstoffes (9) die spaltfreien Füh rungen (4, 6, 7) durch Anlegen der Umgriffleiste (11) an den Längsschlitten (1) in ihre Funktionslage gebracht werden.